学生时代的赵磊的梦想是成为一名歌手，没想到从国小习声乐的赵磊意外被发掘，误打误撞成了一名模特，从而开启了他的演艺圈之路。赵磊凭藉着深厚的声乐基础以全国第一名的好成绩考取了上海戏剧学院2008级，并于四年后以第一名的成绩毕业。2012年，毕业于上海戏剧学院本科表演系。

2015年4月19日，出演历史话剧《商鞅》。

2017年10月25日，参演的古装传奇剧《将军在上》播出，在剧中饰演西夏太子哈尔墩。同年，出演由张倬闻、李琳主演的现代谍战剧《谍海追蹤》，在剧中饰演诡计多端，阴险狡诈的苍狼一角。

2018年，参演抗战剧《胜利日》，在剧中饰演队伍里有名的落后分子罗志，家里是猎户出身。同年，参演热血抗战剧《尖刀之风雷决》，在剧中饰演北条志哉。1月，出演民国偶像复仇虐恋剧《降龙之白露为霜》，在剧中饰演叶崇虎。7月，拍摄由吕行执导，赵又廷、白敬亭、乔欣等主演的都市职场剧《平凡的荣耀》，在剧中饰演“老好人”李超。

赵磊在电视剧《谍海追蹤》的突破性表现，令人耳目一新，他将一个立体鲜活的智慧型间谍诠释的惟妙惟肖。 （新浪娱乐评）

赵磊虽然是一名崛起的青年演员，却也有着许多人所不具备的职业素养与专业精神，这样一名可以沉下心来专注于演艺并且毫无浮躁之气的青年演员。哈尔墩的饰演者赵磊的外形在演员中还是非常具有辨识度的，赵磊对演技的爆发力有着非常高的掌控度，不仅将角色哈尔墩的隐忍刻画的淋漓尽致，完美的演绎出了哈尔敦那种“引而不发”的紧绷感。（网易娱乐评）